电力电子技术第3章直流-交流变换电路
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3章交流-直流变换电路课后复习题第1部分:填空题1.电阻负载的特点是电压与电流波形、相位相同;只消耗电能,不储存、释放电能,在单相半波可控整流电阻性负载电路中,晶闸管控制角α的最大移相范围是0 ≤a≤ 180。
2.阻感负载的特点是电感对电流变化有抗拒作用,使得流过电感的电流不发生突变,在单相半波可控整流带阻感负载并联续流二极管的电路中,晶闸管控制角α的最大移相范围是0 ≤a≤ 180,其承受的最大正反向电压均为,续流二极管承受的最大反向电压为(设U2为相电压有效值)。
3.单相桥式全控整流电路中,带纯电阻负载时,α角移相范围为0 ≤a≤180,单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为和;带阻感负载时,α角移相范围为0 ≤a≤ 90,单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为和;带反电动势负载时,欲使电阻上的电流不出现断续现象,可在主电路中直流输出侧串联一个平波电抗器(大电感)。
4.单相全控桥反电动势负载电路中,当控制角α大于不导电角时,晶闸管的导通角 = 180-2 ; 当控制角小于不导电角时,晶闸管的导通角 = 0。
5.从输入输出上看,单相桥式全控整流电路的波形与单相全波可控整流电路的波形基本相同,只是后者适用于较低输出电压的场合。
6.电容滤波单相不可控整流带电阻负载电路中,空载时,输出电压为,随负载加重U d逐渐趋近于0.9 U2,通常设计时,应取RC≥1.5~2.5T,此时输出电压为U d≈ 1.2U2(U2为相电压有效值)。
7.电阻性负载三相半波可控整流电路中,晶闸管所承受的最大正向电压U Fm 等于,晶闸管控制角α的最大移相范围是0≤a≤90,使负载电流连续的条件为a≤30 (U2为相电压有效值)。
8.三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差120,当它带阻感负载时,的移相范围为0≤a≤90。
9.三相桥式全控整流电路带电阻负载工作中,共阴极组中处于通态的晶闸管对应的是电压最高的相电压,而共阳极组中处于导通的晶闸管对应的是电压最低的相电压;这种电路角的移相范围是0≤a≤120,u d波形连续的条件是a≤60。
第2章 整流电路2. 2图2-8为具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路,问该变压器还有直流磁化问题吗?试说明:晶闸管承受的最大反向电压为22U 2;当负载是电阻或电感时,其输出电压和电流的波形与单相全控桥时一样。
答:具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路,该变压器没有直流磁化问题。
因为单相全波可控整流电路变压器二次侧绕组中,在正负半周上下绕组中的电流方向相反,波形对称,其一个周期内的平均电流为零,故不存在直流磁化的问题。
以下分析晶闸管承受最大反向电压及输出电压和电流波形的情况。
①以晶闸管VT2为例。
当VT1导通时,晶闸管VT2通过VT1与2个变压器二次绕组并联,所以VT2承受的最大电压为22U 2。
②当单相全波整流电路与单相全控桥式整流电路的触发角α一样时,对于电阻负载:(O~α)期间无晶闸管导通,输出电压为0;(α~π)期间,单相全波电路中VT1导通,单相全控桥电路中VTl 、VT4导通,输出电压均与电源电压U 2相等;( π~απ+)期间均无晶闸管导通,输出电压为0;(απ+~2π)期间,单相全波电路中VT2导通,单相全控桥电路中VT2、VT3导通,输出电压等于-U 2。
对于电感负载: ( α~απ+)期间,单相全波电路中VTl 导通,单相全控桥电路中VTl 、VT4导通,输出电压均与电源电压U2相等; (απ+~2απ+)期间,单相全波电路中VT2导通,单相全控桥电路中VT2、VT3导通,输出波形等于-U2。
可见,两者的输出电压一样,加到同样的负载上时,那么输出电流也一样。
2.3.单相桥式全控整流电路,U 2=100V ,负载中R=20Ω,L 值极大,当α=︒30时,要求:①作出U d 、I d 、和I 2的波形;②求整流输出平均电压U d 、电流I d ,变压器二次电流有效值I 2;③考虑平安裕量,确定晶闸管的额定电压和额定电流。
解:①Ud 、Id、和I2的波形如以下图:②输出平均电压Ud 、电流Id、变压器二次电流有效值I2分别为:Ud =0.9U2cosα=0.9×100×cos︒30=77.97〔V〕Id=Ud/R=77.97/2=38.99(A)I2=Id=38.99(A)③晶闸管承受的最大反向电压为:2U2=1002=141.4(V) -考虑平安裕量,晶闸管的额定电压为:UN=(2~3)×141.4=283~424(V)详细数值可按晶闸管产品系列参数选取。
第三章交流-交流变换器习题解答3-1. 在交流调压电路中,采用相位控制和通断控制各有什么优缺点?为什么通断控制适用于大惯性负载?答:相位控制:优点:输出电压平滑变化。
缺点:含有较严重的谐波分量通断控制:优点:电路简单,功率因数高。
缺点:输出电压或功率调节不平滑。
由于惯性大的负载没有必要对交流电路的每个周期进行频繁的控制,所以可以采用通断控制。
对时间常数比较小负载的工作产生影响。
3-2. 单相交流调压电路,负载阻抗角为30°,问控制角α的有效移相范围有多大?如为三相交流调压电路,则α的有效移相范围又为多大?答:单相交流调压电路,负载阻抗角为30°,控制角α的有效移相范围是30°-180°;如为三相交流调压电路,α的有效移相范围是30°-150°。
3-3. 一电阻性负载加热炉由单相交流调压电路供电,如α=0°时为输出功率最大值,试求功率为80%,50%时的控制角α。
解:α=0时的输出电压最大,为此时负载电流最大,为因此最大输出功率为输出功率为最大输出功率的80%时,有:又由化简得αα4.0π-2=sin2由图解法解得α=60°同理,输出功率为最大输出功率的50%时,有:α=90°3-4. 单相交流调压电路,电源电压220V ,电阻负载R=9Ω,当α=30°时,求:(1)输出电压和负载电流;(2)晶闸管额定电压和额定电流;(3)输出电压波形和晶闸管电压波形。
解:(1)负载上交流电压有效值为负载电流为(2)晶闸管承受的正反向电压最大值是22U ,考虑到2-3倍的安全裕量,晶闸管的额定电压应该为()()V U U TN 933~62223~22==晶闸管流过的电流有效值为 A I I T 17414.12420===考虑到1.5~2倍的安全裕量,晶闸管的额定电流为()()()A I I T AV T 67.21~24.1657.12~5.1==3-5. 如图3-35所示为单相晶闸管交流调压电路,其中V U 2202=,.516.5mH L =,.1Ω=R ,求:(1)触发角的移相范围;(2)负载电流的最大有效值;(3)最大输出功率和功率因数。
3章 交流-直流变换电路 课后复习题 第1部分:填空题1.电阻负载的特点是 电压与电流波形、相位相同;只消耗电能,不储存、释放电能 ,在单相半波可控整流电阻性负载电路中,晶闸管控制角α的最大移相范围是 0︒ ≤a ≤ 180︒ 。
2.阻感负载的特点是 电感对电流变化有抗拒作用,使得流过电感的电流不发生突变 ,在单相半波可控整流带阻感负载并联续流二极管的电路中,晶闸管控制角α的最大移相范围是 0︒ ≤a ≤ 180︒ 2 ,2 (设U 2为相电压有效值)。
3.单相桥式全控整流电路中,带纯电阻负载时,α角移相范围为 0︒ ≤a ≤ 180︒ ,单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为2 和 22U ;带阻感负载时,α角移相范围为 0︒ ≤a ≤ 90︒ ,单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为22U 2 ;带反电动势负载时,欲使电阻上的电流不出现断续现象,可在主电路中直流输出侧串联一个 平波电抗器(大电感) 。
4.单相全控桥反电动势负载电路中,当控制角α大于不导电角δ时,晶闸管的导通角θ = 180︒-2δ ; 当控制角α小于不导电角 δ 时,晶闸管的导通角 θ = 0︒ 。
5.从输入输出上看,单相桥式全控整流电路的波形与 单相全波可控整流电路 的波形基本相同,只是后者适用于 较低 输出电压的场合。
6.电容滤波单相不可控整流带电阻负载电路中,空载时,输出电压为 22U ,随负载加重U d 逐渐趋近于0.9 U 2,通常设计时,应取RC≥ 1.5~2.5T ,此时输出电压为U d ≈ 1.2 U 2(U 2为相电压有效值)。
7.电阻性负载三相半波可控整流电路中,晶闸管所承受的最大正向电压U Fm 2 ,晶闸管控制角α的最大移相范围是 0︒≤a ≤90︒ ,使负载电流连续的条件为 a ≤30︒ (U 2为相电压有效值)。
8.三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差 120︒ ,当它带阻感负载时,α的移相范围为 0︒≤a ≤90︒ 。
电力电子技术试题第1章电力电子器件1.电力电子器件一般工作在__开关__状态。
2.在通常情况下,电力电子器件功率损耗主要为__通态损耗__,而当器件开关频率较高时,功率损耗主要为__开关损耗__。
3.电力电子器件组成的系统,一般由__控制电路__、_驱动电路_、_主电路_三部分组成,由于电路中存在电压和电流的过冲,往往需添加_保护电路__。
4.按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况,电力电子器件可分为_单极型器件_、_双极型器件_、_复合型器件_三类。
5.电力二极管的工作特性可概括为_承受正向电压导通,承受反相电压截止_。
6.电力二极管的主要类型有_普通二极管_、_快恢复二极管_、_肖特基二极管_。
7.肖特基二极管的开关损耗_小于_快恢复二极管的开关损耗。
8.晶闸管的基本工作特性可概括为__正向电压门极有触发则导通、反向电压则截止__。
9.对同一晶闸管,维持电流IH与擎住电流I L在数值大小上有I L__大于__IH。
10.晶闸管断态不重复电压UDSM与转折电压Ubo数值大小上应为,UDSM_大于__Ubo。
11.逆导晶闸管是将_二极管_与晶闸管_反并联_(如何连接)在同一管芯上的功率集成器件。
12.GTO的__多元集成__结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。
13.MOSFET的漏极伏安特性中的三个区域与GTR共发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系,其中前者的截止区对应后者的_截止区_、前者的饱和区对应后者的__放大区__、前者的非饱和区对应后者的_饱和区__。
14.电力MOSFET的通态电阻具有__正__温度系数。
15.IGBT 的开启电压UGE(th)随温度升高而_略有下降__,开关速度__小于__电力MOSFET 。
16.按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质,可将电力电子器件分为_电压驱动型_和_电流驱动型_两类。
17.IGBT的通态压降在1/2或1/3额定电流以下区段具有__负___温度系数,在1/2或1/3额定电流以上区段具有__正___温度系数。
一、选择题3-1、当交流侧接在电网上,即交流侧接有电源时,称为(A )逆变;当交流侧直接和负载连接时,称为(B )逆变。
A、有源B、无源C、电压型D、电流型3-2、逆变电路最基本的工作原理是把直流电变成交流电,改变两组开关的切换(D ),即可改变输出交流电的频率。
A、周期B、电流C、电压D、频率3-3、不属于换流方式的是(C )。
A、器件换流B、电网换流C、单相换流D、负载换流3-4、要实现负载换流,负载电流的相位必须( B )于负载电压。
A、滞后B、超前C、相同D、三个都不对3-5、可实现有源逆变的电路为(A )。
A、三相半波可控整流电路,B、三相桥式半控整流电路,C、单相全控桥接续流二极管电路,D、单相半控桥整流电路。
3-6、在一般可逆电路中,最小逆变角βmin选在下面那一种范围合理(A )。
A、30º-35º,B、10º-15º,C、0º-10º,D、0º。
3-7、在有源逆变电路中,逆变角β的移相范围应选(B )为最好。
A、β=90º~180º,B、β=35º~90º,C、β=0º~90º3-8、电压型三相桥式逆变电路的基本工作方式是( C )导电方式。
A、90°B、120°C、180°D、270°3-9、PWM控制是对脉冲的( C )进行调制的技术。
A、长度B、高度C、宽度D、面积3-10、在调制法中,通常采用等腰三角波或锯齿波作为载波,其中(A )应用最多。
A、等腰三角波B、锯齿波二、判断题3-1、有源逆变指的是把直流电能转变成交流电能送给负载。
(╳)3-2、变频调速装置是属于无源逆变的范畴。
(√)3-3、有源逆变装置是把逆变后的交流能量送回电网。
(√)3-4、无源逆变电路是把直流电能逆变成交流电能,送给电网,(╳)3-5、变频器总是把直流电能变换成50Hz交流电能。
3章 交流-直流变换电路 课后复习题第1部分:填空题1.电阻负载的特点是 电压与电流波形、相位相同;只消耗电能,不储存、释放电能 ,在单相半波可控整流电阻性负载电路中,晶闸管控制角α的最大移相范围是 0 ≤a ≤ 180 。
2.阻感负载的特点是 电感对电流变化有抗拒作用,使得流过电感的电流不发生突变 ,在单相半波可控整流带阻感负载并联续流二极管的电路中,晶闸管控制角α的最大移相范围是 0 ≤a ≤ 180 ,其承受的最大正反向电压均为 ,续流二极管承受的最大反向电压为 (设U2为相电压有效值)。
3.单相桥式全控整流电路中,带纯电阻负载时,α角移相范围为 0≤a ≤ 180 ,单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为 和 ;带阻感负载时,α角移相范围为 0 ≤a ≤ 90 ,单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为和 ;带反电动势负载时,欲使电阻上的电流不出现断续现象,可在主电路中直流输出侧串联一个 平波电抗器(大电感) 。
4.单相全控桥反电动势负载电路中,当控制角α大于不导电角d 时,晶闸管的导通角q = 180-2d ; 当控制角a小于不导电角 d 时,晶闸管的导通角 q = 0 。
5.从输入输出上看,单相桥式全控整流电路的波形与 单相全波可控整流电路 的波形基本相同,只是后者适用于 较低 输出电压的场合。
6.电容滤波单相不可控整流带电阻负载电路中,空载时,输出电压为 ,随负载加重U d逐渐趋近于0.9 U2,通常设计时,应取RC≥1.5~2.5T,此时输出电压为U d≈ 1.2U2(U2为相电压有效值)。
7.电阻性负载三相半波可控整流电路中,晶闸管所承受的最大正向电压U Fm等于,晶闸管控制角α的最大移相范围是0≤a≤90,使负载电流连续的条件为a≤30 (U2为相电压有效值)。
8.三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差120,当它带阻感负载时,a的移相范围为0≤a≤90。